Дельта-древесина

Введение

Для ответов на поставленные вопросы темы «Как и где в самолетостроении впервые появились композиционные материалы, как и где они используются сегодня и каковы перспективы их применения» мне понадобилось изучить, и испробовать композитные материалы в опытном производстве. Для понимания я разделил композитные материалы на две группы — композиты армированные и наполненные. Наполненный композит имеет матрицу из одного материала, наполненную дискретными частицами другого материала; визуально он очень похож на единое химическое соединение, из которого трудно выделить составляющие. Так же поделил на группу композитов эпоксидных и полиэфирных смол. Когда говорим слово «композит», мы подразумеваем в первую очередь много материальные, переклеенные, сложные материалы (про фанеру я говорить не буду, и композиционные материалы на основе полиамидов тоже не буду рассматривать). Будет интересовать «композиты», которые сегодня обсуждаться: уголь, стекло, кевлар.  

Состав стекла в первую очередь определяет свойства стекло¬волокон, их прочность при растяжении, которая превышает прочность других текстильных волокон.

Высокая температура плавления стекловолокон позволяет использовать их в области высоких температур. Стекловолокна не воздействуют на большин-ство химикатов и не разрушаются под их влиянием. Для стеклопластиков, электротехнического назначения,  используют эпоксидные смолы.

«Карбоновое» волокно  углеткань имеет достоинства и недостатки: высокая цена, по сравнению со стеклопластиком и стекловолокном, прочность с эластичностью, легче стали на 40 %, легче алюминия на 20 % (1,7 г/см3 – 2,8 г/см3 – 7,8 г/см3 ), но при ударах трескается, крошится при этом не рассыпается на осколки.

Арамидные ткани (кевлар+уголь)

Наполнителем служат в основном стеклянные волокна в виде нитей, жгутов стеклотканей. Связующим — преимущественно термоактивные смолы полиэфирные, феноло-формальдегидные, эпоксидные и т.д.

Рассмотрим основные методы технологий в получении композитных материалов:
а) метод ручного формования получил распространение, благодаря своей доступности и экономичности, применяется при выпуске изделий малыми и средними партиями, отдельными экземплярами;
б) метод напыления используется для производства крупных элементов. Целесообразно использовать технологию для выпуска изделий мелкими и средними партиями;
в) метод намотки, он подходит для выпуска таких изделий, как композитные трубы авиационной и космической техники; 
г) технологический метод  Resin Transfer Moulding или инжекция полиэфирной смолы в закрытые формы, применяется при производстве изделий из стеклопластика средними и крупными партиями;
д) технология Light RTM, где вакуум обеспечивает необходимый прижим пуансона к матрице. Пуансон в данном случае является легким позитивным оттиском матрицы для вакуумной формовки и вакуумом в рабочей полости формы  пропитывает армирующей материал смолой.
По перечисленным технологическим методам, можно разделить конструкционные части авиационной  техники и подобрать необходимую технологию в методе и материале для изготовления конкретной части самолет. Например изготовить лонжерон для крыла- методом намотки. 

По направлениям, векторам ориентации волокон и количества слоев и наполнителей  можно довести композитные материалы до физических свойств, которые были недосягаемы с металлами.

Сферы применения

В прошлом дельта-древесину применили при производстве «ЛаГГ-3». На ее основе изготавливали отдельные участки фюзеляжей и крыльев в самолетах конструкции Ильюшина и Яковлева. По соображениям экономии металла этот материал использовали и для получения отдельных деталей машин.

Однако точно можно сказать, что на основе дельта-древесины изготавливают некоторые мебельные узлы. Речь идет о конструкциях, подвергающихся большой нагрузке. Еще подобный материал подходит для получения опорных изоляторов. Их ставят на троллейбусную, а иногда и на трамвайную сеть. Дельта-древесина категорий А, Б и Aj может быть применена для изготовления силовых деталей летательных аппаратов, использоваться как конструкционный материал для получения штампов, обрабатывающих листы цветного металла.

Контрольное испытание проводится для 10% досок из всякой запрессованной партии. Необходимо выяснить:

• степень сопротивления продольному растяжению и сжатию;
• переносимость складывания в плоскости, параллельной структуре заготовки;
• сопротивляемость динамическому изгибанию;
• соответствие нормативным требованиям по влажности и объемной массе.

Влажность дельта-древесины выясняют после теста на сжатие. Этот показатель определяют на образцах величиной 150х150х150 мм. Их измельчают и кладут в емкости с открытой крышкой. Выдержка в сушильном шкафу при 100-105 градусах составляет 12 часов, а контрольные измерения должны проводиться на весах с погрешностью не больше 0,01 грамма. Расчет точности следует вести с погрешностью 0,1%.

Примечания

1. ↑
2. Истребители Лавочкина в Великой Отечественной войне
3. ↑ Самолеты С.А.Лавочкина
4. Под общ.ред. Д. А. Соболева. История отечественной авиапромышленности. Серийное самолётостроение, 1910-2010 гг.. — М.: РУСАВИА, 2011. — 432 с. с.
5. Анохин В. А., Быков М. Ю. Все истребительные авиаполки Сталина. Первая полная энциклопедия. — Научно-популярное издание. — М.: Яуза-пресс, 2014. — С. 778. — 944 с. — 1500 экз. — ISBN 978-5-9955-0707-9.
6. ↑ Техническое описание самолёта ЛАГГ-3. Книга 1. — М.: Воениздат НКО СССР, 1942. — С. 8—12. — 56 с.
7. forums.airbase.ru/…/t66587—skolko-stoila-aviat…
8.  (недоступная ссылка). Я Помню (5 июля 2009). Дата обращения: 19 августа 2014.
9. Анохин В. А. Быков М.Ю. Все истребительные авиаполки Сталина. Первая полная энциклопедия. — Научно-популярное. — Москва: Яуза-пресс, 2014. — С. 330—331. — 944 с. — 1500 экз. — ISBN 978-5-9955-0707-9.
10. «Узнав, что Лавочкин использует в самолете дельта-древесину, пожелал познакомиться с этим материалом и Сталин. Мы были у Сталина вместе с Лавочкиным. Сталин с недоверием слушал доклад конструктора, а затем, подойдя к столу заседаний, на котором лежали лонжерон и нервюра, изготовленные из дельта-древесины, вынул изо рта трубку и, повернув ее, горящую положил на дерево. Оно даже не обуглилось. Тогда Сталин взял с письменного стола перочинный ножик и стал скрести поверхность фанеры. Все усилия были напрасны. Дерево оказалось твердо как камень. На наших глазах Сталин просветлел.
    „Надо наградить того,— сказал он,— кто изобрел это“. Изобретателя дельта-древесины главного инженера завода винтов и лыж Леонтия Иовича Рыжкова вскоре наградили орденом» (Шахурин А. И. Крылья родины. — М.: Политиздат. 1990).
11. Арлазоров М. С. Фронт идёт через КБ.-M.:»Знание», 1969 г.
12. Анохин В. А. Быков М.Ю. Все истребительные авиаполки Сталина. Первая полная энциклопедия. — Научно-популярное. — Москва: Яуза-пресс, 2014. — С. 905. — 944 с. — 1500 экз. — ISBN 978-5-9955-0707-9.

Применение[править | править код]

В наши дни дельта-древесина применяется в мебельном производстве (для деревянных узлов, испытывающих повышенные нагрузки). Ранее применялась в авиакосмической промышленности, в частности — для воздушных рулей, устанавливавшихся на блоки первой ступени ракет-носителей семейства Р7, и лопастей вертолётных рулевых винтов (производства завода «Вперёд»). В настоящее время технология производства высокосортной дельта-древесины в России утеряна, что является одной из главных причин вывода из эксплуатации вертолётов типа Ми-10 и подобных, имеющих винты из этого материала.

Также из дельта-древесины ранее изготавливались опорные изоляторы, преимущественно троллейбусных, изредка трамвайных, контактных сетей. Хотя такие изделия не производятся с 1970-х годов, тем не менее, их срок службы оказался достаточно велик и они до сих пор ещё массово используются в существующих контактных сетях, заменяясь постепенно стеклянными и полимерными.

В России дельта-древесина выпускается под названием «Пластик древесный слоистый» по ГОСТ 13913-78.

Какие могут быть побочные эффекты у вакцины «Спутник V», какие риски и противопоказания?

Согласно методическим рекомендациям Министерства Здравоохранения РФ [], вакцина предназначена для людей 18–65 лет

С осторожностью следует назначать вакцинацию пациентам с хроническими заболеваниями печени и почек, выраженными нарушениями функции эндокринной системы (сахарный диабет), при тяжелых заболеваниях системы кроветворения, эпилепсии, инсультах и других заболеваниях центральной нервной системы, заболеваниях сердечно-сосудистой системы (инфаркт миокарда в анамнезе, миокардит, эндокардит, перикардит, ишемическая болезнь сердца), первичных и вторичных иммунодефицитах, аутоиммунных заболеваниях, заболеваниях легких, метаболическом синдроме, аллергических реакциях, атопии, экземе

Противопоказания для введения первого компонента:

• гиперчувствительность к какому-либо компоненту вакцины;
• тяжелые аллергические реакции в анамнезе;
• острые инфекционные и неинфекционные заболевания, обострения хронических заболеваний (вакцинацию проводят через 2–4 недели после выздоровления или ремиссии);
• при нетяжелых ОРВИ, острых инфекционных заболеваниях желудочно-кишечного тракта вакцинацию проводят после нормализации температуры тела (если температура тела выше 37 °C, вакцинацию откладывают);
• беременность и период грудного вскармливания;
• возраст до 18 лет и старше 60 лет (в связи с отсутствием данных об эффективности и безопасности).

Противопоказания для введения второго компонента: 

тяжелые поствакцинальные осложнения на введение первого компонента.

По результатам отчета, опубликованного в журнале The Lancet, на этапе клинических исследований были зафиксированы следующие побочные эффекты: боль в месте введения (58%), гипертермия (50%), головная боль (42%), астения (28%), боль в мышцах и суставах (24%). Острых непредсказуемых реакций не выявлено.

Однако из-за крайне небольшого числа испытуемых (официально данные опубликованы только по 76 добровольцам) есть основания полагать, что разработчики и исследователи могли пока просто не выявить редкие и более тяжелые реакции. О безопасности (или опасности) вакцины скажут результаты III фазы клинических исследований на более обширной выборке.

Как проходили и проходят испытания вакцины?

Исследование любых новых лекарств, в том числе вакцин, происходит в два этапа:

• Доклинический этап — проверка препарата на животных. Его цель — оценить возможную токсичность, безопасность и фармакологическую активность. В случае с вакциной — формирование иммунного ответа и его долгосрочность.
• Клинический этап — проверка препарата на людях. Исследования делятся на три фазы. Сначала оценивают переносимость и иммуногенность (свойство антигена вызывать иммунный ответ), затем проводят подбор доз и режима введения. Наконец на III этапе оценивают эффективность препарата в подобранной дозировке. Безопасность проверяют на всех этапах.

В конце июля заместитель директора по научной работе Центра им. Гамалеи Денис Логунов рассказал Meduza [], что проведены доклинические исследования — на мышах, обезьянах и хомяках. Следующий этап — испытание на добровольцах (две группы по 38 человек). По словам Логунова, этого достаточно, чтобы получить регистрацию «на ограниченных условиях», что позволит приступить к III фазе клинических испытаний на большей выборке.

1 августа на сайте разработчика вакцины «Спутник V» появилась информация [] о том, что II и III фазы клинического испытания вакцины, разработанной Национальным исследовательским центром эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи, завершены. А 11 августа министр здравоохранения Михаил Мурашко доложил Владимиру Путину о регистрации препарата [].

Практически одновременно с этим заявлением представители Ассоциации организаций по клиническим исследованиям (в нее входят компании Bayer, AstraZeneca, Novartis и другие) выпустили открытое обращение с просьбой отложить вопрос о регистрации препарата, пока он не пройдет III фазу исследований на людях. А академик РАН, пульмонолог Александр Чучалин, неоднократно критически высказывавшийся об этической стороне ускоренной разработки вакцины от COVID-19, покинул пост главы Совета по этике при Минздраве. Официальная версия — Чучалин планирует заниматься другими проектами. Неофициальная — излишне негативно высказывался о ходе испытаний и регистрации отечественной вакцины.

Вслед за критикой о нереалистичной скорости регистрации вакцины Владимир Путин сообщил [], что одна из его дочерей уже привилась отечественной вакциной: самочувствие прекрасное, никаких побочных эффектов, кроме кратковременного повышения температуры, нет.

В последнюю неделю августа после получения временной регистрации НИИ им. Н. Ф. Гамалеи объявил [] о согласовании протокола на 40 тыс. человек и старте так называемой пострегистрационной фазы исследований. Исследования будут слепыми и рандомизированными. Это значит, что часть участников получила вакцину, а часть плацебо. При этом никто из них не знает, кто привит «пустышкой», а кто — препаратом. Спустя три месяца наблюдений ученые сравнят уровень заболеваемости в обеих группах. Эта информация станет ключевой для получения постоянной регистрации вместо ограниченной и даст ответ на вопрос, способна ли вакцинация препаратом «Спутник V» предотвратить заражение COVID-19 и снизить количество тяжелых осложнений от коронавируса.

Первые официальные данные исследования «Спутник V» были опубликованы 4 сентября в журнале The Lancet []. На суд общественности вынесли результаты двух начальных этапов испытаний российской вакцины. Вслед за этим группа ученых из Италии, Великобритании и США опубликовала открытое письмо на итальянском сайте Cattivi Scienziati, специализирующемся на разоблачении псевдонаучных исследований, с рядом вопросов к данным, которые были опубликованы в The Lancet российскими разработчиками. Замдиректора по научной работе Центра им. Гамалеи Денис Логунов опроверг обвинения в недостоверности и сказал, что исследование прошло экспертизу у пяти рецензентов The Lancet [].

Дельта-древесина

Один из самых известных композитов, появившихся на свет в Советском Союзе, – это дельта-древесина, она же древесный слоистый пластик, она же балинит, она же лигнофоль, она же ДСП-10. Сегодня она потеряла своё стратегическое значение и используется в основном для производства нагруженных деревянных элементов – например, мебельных узлов. Но ещё полвека назад дельта-древесина была одним из важнейших композитов аэрокосмической отрасли – из неё изготовляли силовые конструкции самолётов и планеров, вертолётные винты (например, лопасти Ми-10 сделаны из дельта-древесины) и так далее.

Её историю можно отсчитывать от 28 июня 1932 года – в этот день указом наркома тяжёлой промышленности СССР Григория Орджоникидзе был образован Всесоюзный научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ). Со временем он стал одной из ведущих исследовательских площадок, занимавшихся разработкой композитных материалов, а также сплавов и полимеров. До 1940 года ВНИИ занимался вопросами металлических сплавов, в частности – разработкой авиационной брони.

Тем временем, в советском авиастроении намечался кризис. Большая часть самолётов имела или цельнодеревянную, или деревометаллическую конструкцию, которая не выдерживала растущих скоростей и мощностей. Конечно, уже строились цельнометаллические самолёты, в ходу был дюралюминий – но он был исключительно дорог, как и другие сплавы алюминия, и массовое производство самолётов с дюралюминиевым каркасом наладить было проблематично. Более того, заводы не имели ни опыта, ни мощностей для производства металлических профилей и вообще цельнометаллических самолётов. В общем, нужен был лёгкий, прочный и простой в обработке материал.

ЛаГГ-3 (а точнее, его опытный образец И-301) конструкции Владимира Горбунова совершил свой первый полёт 28 марта 1940 года. Это был один из первых самолётов, в конструкции которого широко применялась дельта-древесина.

Решение нашёл главный инженер Кунцевского завода авиационных винтов и лыж Леонтий Иович Рыжков. В ходе опытов с винтами он разработал так называемую бакелитовую фанеру, позже получившую название «дельта-древесина». Делается она так: сперва берёзовый шпон плотно пропитывается спиртовым раствором фенолформальдегидной смолы, затем прессуется, а затем его слои склеиваются

Получившийся материал становится очень прочным, относительно лёгким и, что важно, негорючим!

Поскольку Кунцевский завод не имел мощностей для дальнейшей разработки, образцы и документы Рыжкова передали на ВИАМ, специализировавшийся на авиационных материалах. К 1940 году дельта-древесина была доведена до окончательного состояния группой инженеров под руководством Якова Аврасина. В институте в том числе разработали ВИАМ-3Б, специальный клей для бакелитовой фанеры.

В 2016 году со дна реки Усманка был поднял истребитель ЛаГГ-3 лётчика Николая Лысенко. На снимке — изготовленные из дельта-древесины элементы конструкции. Они пролежали на дне три четверти века (Лысенко был сбит в 1942-м) и по-прежнему сохраняют форму, не прогнили.

Дельта-древесину тут же взяли на вооружение советские авиаконструкторы, в частности, Владимир Горбунов (разработчик истребителя ЛаГГ-3) и Семён Лавочкин. Из дельта-древесины изготавливали шпангоуты, лонжероны, нервюры, элементы фюзеляжа и так далее. Она была значительно крепче любого дерева, хотя и уступала дюралюминию. По сути, это был переходный вариант. Лавочкин, к слову, презентовал новый композит лично Сталину, который сперва попытался поджечь демонстрационный лонжерон от трубки, а затем – порезать перочинным ножом. Когда у него это не получилось, он отдал распоряжение наградить изобретателя орденом, который Рыжков несколькими неделями позже и получил.

Дельта-древесина сыграла значительную роль в отечественном авиастроении. Из неё делали даже воздушные рули первой ступени ракеты Р-7! Сегодня, как уже говорилось, этот композит потерял своё стратегическое значение, но используется в случаях, когда некий элемент должен быть деревянным и при этом – нагруженным, чаще всего – в мебельной промышленности, также — для рукоятей топоров и ножей, и так далее.

Одно из характерных современных применений дельта-древесины — это рукояти ножей и другого работающего в напряжённых условиях оборудования. На снимке — кулинарная тяпка производства компании «Металлист».

Дельта-древесина гораздо прочнее и дерева, и фанеры, в ней нет и не может быть пустот и воздушных карманов, она легко поддаётся обработке и не разрушается со временем.

Каков принцип действия российской вакцины от коронавируса?

В мире существует несколько типов вакцин от коронавируса. «Спутник V» — это векторная вакцина. Вектор — это неопасный вирус (в данном случае аденовирус), лишенный гена размножения. Он не может размножаться в клетках организма, но может попасть внутрь и доставить ген вируса, от которого необходимо привить человека, а затем вызвать иммунный ответ. Векторные вакцины формируют не только антитела, но и цитотоксическую реакцию иммунитета, в результате чего уничтожаются инфицированные клетки. При этом клетки курьера аденовируса исчезают из организма через две-три недели.

В отличие от большинства векторных COVID-вакцин, разрабатываемых в мире, вакцина центра им. Н. Ф. Гамалеи двухвекторная. Например, вакцины CanSino (КНР) и Johnson&Johnson (США) одновекторные. В вакцине «Спутник V» используются два разных аденовируса человека — AD5 и AD26. Процесс проходит в два этапа.

Первый этап — вакцинация AD26-S (вектор аденовируса AD26 с геном S-белка короновируса), после чего начинается выработка иммунитета. Через три недели наступает время второго этапа — вакцинации AD5-S. Вектор на основе другого аденовируса AD5 подстегивает иммунный ответ и обеспечивает длительный иммунитет. Препарат вводят внутримышечно в верхнюю треть наружной поверхности плеча или в широкую мышцу бедра.

Издание Ars Technica предостерегает от спешки, напоминая [], что если человек уже болел аденовирусом (испытывал симптомы простуды), то его иммунная система может справиться с вектором слишком быстро и клетка-курьер не успеет привить организм. В вакцине «Спутник V» используются векторы двух типов: первая доза вакцины сделана на базе аденовируса AD26, а вторая — на базе AD5. Эти аденовирусы из разных географических зон. Крайне маловероятно, чтобы человек имел одновременно иммунитет сразу к обоим типам вирусов. Поэтому двухвекторная вакцина имеет больше шансов справиться с поставленной задачей.

История[ | код]

Во второй половине 1930‑х годов возможности древесины в качестве авиационного конструкционного материала оказались фактически исчерпаны — дальнейшее повышение лётных и тактико-технических характеристик боевых самолётов потребовало освоения принципиально новых материалов, имеющих более выгодное соотношение массы и прочности. Наиболее перспективны в этом отношении были высокопрочные сплавы на основе алюминия (дюралюмины), работы над применением которых в авиации были организованы в СССР ещё в начале 1920-х годов и вылились в создание серийных цельнометаллических самолётов ТБ-1, ТБ-3, ТБ-7 и других. Между тем, производство алюминия и его сплавов в стране не поспевало за быстро растущими потребностями авиации, так что наиболее массовые в советских ВВС машины — разведчики и истребители — в тридцатые годы в основном сохраняли цельнодеревянную или смешанную деревометаллическую конструкцию планера.

В предвоенные годы, в условиях назревающего масштабного военного конфликта с участием СССР, встал вопрос о резком увеличении объёмов выпуска боевых самолётов при одновременном значительном повышении их характеристик. Эта задача не могла, однако, быть решена только за счёт перехода на цельнометаллические конструкции, так как дюралюминий и другие алюминиевые сплавы всё ещё оставались остродефицитными конструкционными материалами, не хватало и металлических полуфабрикатов из легированной стали («хромансиль»), которые использовались главным образом в ферменных конструкциях, вроде моторамы. Более того — по мере увеличения объёмов выпуска начались проблемы даже с поставкой на заводы качественной древесины (до войны большая часть древесины для авиационной промышленности импортировалась, так как, несмотря на обилие лесов, из-за холодного климата отечественная древесина имеет в основном низкое качество; молодые деревья ввиду медленного роста обычно не имеют достаточного диаметра ствола, а старая древесина имеет низкие механические свойства). Невозможно было обеспечить и достаточно быструю перестройку производства на авиационных заводах, многие из которых до этого не имели опыта производства цельнометаллических конструкций — не говоря уже о расширении объёмов производства самолётов за счёт задействования предприятий иного профиля (в то время, как выпуск цельнодеревянных самолётов мог быть развёрнут в военное время на имевших практически весь необходимый набор производственного оборудования и опыт деревообработки деревообрабатывающих комбинатах и мебельных фабриках; так, Шумерлинский деревообрабатывающий комбинат в годы войны был задействован в выпуске самолётов Як-6).

Всё это подстёгивало опытные работы по применению в авиации различных древеснослоистых пластиков, или, по терминологии второй половины 1930-х годов, «облагороженной древесины» (кроме собственно дельта-древесины к этой группе материалов относились также бакелитовая фанера, балинит и другие), имевших значительно более высокие характеристики по сравнению с обычной древесиной, но при этом сходных с ней по используемым в производстве технологическим приёмам.
Процесс был разработан советским авиационным инженером Леонтием Иовичем Рыжковым в 1935 году, когда он работал на Кунцевском заводе воздушных винтов. К 1940 году он был подробно изучен и описан во Всесоюзном институте авиационных материалов Я. Д. Аврасиным. Впоследствии технология её производства была усовершенствована специалистами завода «Карболит».

Дельта-древесина имела временное сопротивление растяжению 27 кг/мм², тогда как у сосны этот параметр составлял 11 кг/мм², у термически обработанного и состаренного дюралюмина Д-1А — 37 кг/мм², термически обработанного и состаренного дюралюмина Д-16 — 43 кг/мм². Такие характеристики позволяли, хотя и с некоторыми оговорками, использовать этот материал для создания боевых самолётов, удовлетворяющих имевшимся на тот момент требованиям. В частности, дельта-древесина (наряду с древесиной сосны, липы и берёзы) широко применялась в конструкции истребителя ЛаГГ-3, разработанного ОКБ-301 под руководством В. П. Горбунова. Также из неё некоторое время изготавливались части фюзеляжей и крыльев самолётов Ил и Як, некоторые детали машин и элементы производственной оснастки (для экономии металлов).